Fatta luce sul DNA non codificante!

[lowenz]

http://www.molecularlab.it/news/view.asp?n=6547

D'ora in poi sarà vietato snobbarlo o definirlo, come in passato, "spazzatura": quella metà del nostro genoma costituita da sequenze di DNA ripetute centinaia di migliaia di volte che sembravano prive di significato in realtà risponde a un preciso programma genetico e contribuisce in maniera decisiva a dare un'identità alle diverse cellule dell'organismo umano.

La scoperta è annunciata oggi da Nature Genetics* ed è frutto di una collaborazione internazionale. Vi hanno preso parte il gruppo di lavoro del Laboratorio di Epigenetica del Dulbecco Telethon Institute guidato da Valerio Orlando ed ospitato dall'IRCCS Fondazione Santa Lucia e dall'EBRI di Roma; il team di Piero Carninci dell'OMICS Centre del RIKEN di Yokohama in Giappone; l'Università di Queensland in Australia. In Italia lo studio è stato finanziato da Telethon, da AIRC- Associazione Italiana per la Ricerca sul Cancro e da Compagnia di San Paolo.

Il lavoro segna una tappa storica nella ricerca genetica, svelando come il "lato oscuro del genoma" si comporti esattamente come i geni, che invece rappresentano soltanto il 2% dell'intero patrimonio genetico. Non solo: quelle sequenze ripetute sono essenziali per il corretto funzionamento dei geni. Infatti, i ricercatori hanno dimostrato che alcune di queste sequenze vengono trascritte in precisi momenti della vitacellulare, per esempio durante le prime fasi dello sviluppo o il differenziamento.

Altre sono in grado di inserirsi in prossimità dei geni e di regolarne l'attività: in alcuni casi, questo fenomeno può avere anche effetti patologici significativi come, ad esempio, la trasformazione della cellula sana in una tumorale. Il lavoro di Orlando, Carninci e collaboratori dimostra quindi per la prima volta come tali sequenze si comportino secondo un programma definito e in grado di influenzare la vita delle cellule.

L'origine evolutiva delle sequenze ripetute – che in totale rappresentano ben il 45% dell'intero genoma – va ricercato nei trasposoni, particolari segmenti di DNA che hanno la capacità di spostarsi da una parte all'altra di un cromosoma, oppure da un cromosoma a un altro. I trasposoni hanno un ruolo molto importante dal punto di vista evolutivo, perché data la loro natura mobile sono in grado di creare variabilità e – potenzialmente – di far acquisire o di far perdere delle funzioni biologiche. Già sessant'anni fa la biologa americana Barbara McClintock lo aveva intuito e aveva descritto queste particolari sequenze nella pianta di mais: era il 1951, con due anni in anticipo rispetto alla scoperta della struttura a doppia elica del DNA. Ignorata, quando non direttamente osteggiata dalla comunità scientifica di allora – ancorata a una visione "statica" del genoma – la McClintock ha visto riconosciuti i suoi meriti solo a partire dagli anni Settanta, arrivando poi nel 1983 ad essere insignita delPremio Nobel per la Medicina.

Oggi, grazie soprattutto alle sofisticate tecnologie disponibili (le deep sequencing) e alle competenze multidisciplinari, Orlando, Carninci e i loro collaboratori sono riusciti finalmente a verificare questa fondamentale ipotesi e a "riabilitare" questa grossa porzione del nostro DNA, finora considerata appunto come una sorta di scarto o, meglio, di DNA clandestino e misterioso, apparentemente inutilizzato. La scoperta potrà contribuire all'analisi di tutti quei meccanismi che agiscono "al di sopra dei geni" – detti per questo epigenetici – e che potrebbero influenzare, tra l'altro, la diversa manifestazione delle malattie tra singoli individui, la risposta individuale ai farmaci o, in casi particolari, l'applicabilità della terapia genica.

*Geoffrey J Faulkner, Yasumasa Kimura, Carsten O Daub, Shivangi Wani, Charles Plessy, Katharine M Irvine, Kate Schroder, Nicole Cloonan, Anita L Steptoe, Timo Lassmann, Kazunori Waki, Nadine Hornig, Takahiro Arakawa, Hazuki Takahashi, Jun Kawai, Alistair R R Forrest, Harukazu Suzuki, Yoshihide Hayashizaki, David A Hume, Valerio Orlando, Sean M Grimmond1 & Piero Carninci, "The regulated retrotransposon transcriptome of mammalian cells". Nature Genetics, 2009.
Redazione MolecularLab.it (20/04/2009)

[Banus]

L'articolo di MolecularLab mi sembra un po' troppo vago
L'abstract dell'articolo dice qualcosa in più:
http://www.nature.com/ng/journal/vao...bs/ng.368.html

I transposoni funzionano da promoter (cioè regione del DNA precedente a un gene e che ne regola l'attività) oppure vengono trascritti in RNA non codificante. Si parla anche di trascrizione bidirezionale, cioé in corrispondenza del promoter viene trascritto in avanti il gene, e all'indietro il transposone che lo regola.
Sembra che nel genoma nulla vada sprecato, neppure le parti che erano considerate inutili o "parassiti del genoma" fino a poco tempo fa

[StateCity]

Se fosse stato l'incontro di calcio di domenica scorsa avrebbe avuto 100 post/day
Si faccia una domanda e si dia una risposta..
no, non che ore sono lowenz

Cmq. interessantissima notizzia, il futuro dei farmaci e' nella modifica del dna..

[^TiGeRShArK^]

uff...finalmente..
lo sapevo che servivano a qualcosa, ma non sapevo a cosa

[Aldin]

Influisce sulla teoria dell'evoluzione di Darwin?

[laico79]

Veramente questa è roba che già si conosceva, il fatto e che non era stato caraterizzato nei mammiferi. Si era già dimostrato il ruolo del dna "spazzatura" in drosophila (il moscerino della frutta) e nelle piante, importante anche per la divisione mitotica e meiotica oltre la regolazione e l'espressione di alcuni geni, insomma è roba che si studia in genetica2.

[Lucrezio]

ganzo

[lowenz]

Originariamente inviato da laico79

Veramente questa è roba che già si conosceva, il fatto e che non era stato caraterrizzato nei mammiferi. Si era già dimostrato il ruolo del dna "spazzatura" in drosophila (il moscerino della frutta) e nelle piante, importante anche per la divisione mitotica e meiotica oltre la regolazione e l'espressione di alcuni geni, insomma è roba che si studia in genetica2.

L'articolo non riguarda solo quello che già si sapeva

[Lorekon]

Originariamente inviato da laico79

Veramente questa è roba che già si conosceva, il fatto e che non era stato caraterrizzato nei mammiferi. Si era già dimostrato il ruolo del dna "spazzatura" in drosophila (il moscerino della frutta) e nelle piante, importante anche per la divisione mitotica e meiotica oltre la regolazione e l'espressione di alcuni geni, insomma è roba che si studia in genetica2.

mah, 'nzomma

il ruolo REGOLATIVO dei retrotrasposoni non mi pare
il ruolo di alcune sequenze in relazione ai meccanismi epigenetici si

infatti in questo articolo di epigenetico c'è proprio poco, si tratta in verità di sistemi di regolazione della trascrizione "in cis " mediati da retrotrasposoni, il che è già una bella novità.
Bisogna però vedere se esiste un meccanismo generale di regolazione o se il tutto è gene-specifico (traduzione: semi-casuale)

[laico79]

Originariamente inviato da Lorekon

mah, 'nzomma

il ruolo REGOLATIVO dei retrotrasposoni non mi pare
il ruolo di alcune sequenze in relazione ai meccanismi epigenetici si

infatti in questo articolo di epigenetico c'è proprio poco, si tratta in verità di sistemi di regolazione della trascrizione "in cis " mediati da retrotrasposoni, il che è già una bella novità.
Bisogna però vedere se esiste un meccanismo generale di regolazione o se il tutto è gene-specifico (traduzione: semi-casuale)

Ma perchè tu pensi che io mi sia letto tutto l'articolo? Mi riferivo solo al tono sensazionalistico del titolo. Che dice testualmente fatta luce sul dna spazzatura, del resto trovo interessante la regolazione che viene fatta attraverso il retrotrasposoma, ma non mi si venga a dire che non si sapeva che il dna spazzatura non serviva a niente. Il problema ora è il sequenziamento di questo dna.

[windsofchange]

...definirlo, come in passato, "spazzatura"...

E meno male.

[Dream_River]

Originariamente inviato da Aldin

Influisce sulla teoria dell'evoluzione di Darwin?

No, la teoria dell'evoluzione di Darwin non ha direttamente niente a che vedere con il genoma.
Se in futuro verrà fatta una mappatura completa del nostro genoma che mostri anche gli effetti provocati da ogni singolo gene (cosa molto improbabile, se non magari nel luuuuuuungo tempo) si potrebbero scoprire cosi compromettenti per una particolare visione della teoria dell'evoluzione, ma solo per una sua particolare visione (secondo la quale la selezione naturale "agirebbe" a livello molecolare)

Comunque sono molto contento di questa scoperta

Vorrei solo chiedere un chiarimento, che differenza c'è fra la capacità dei retrotrasposoni di "spostarsi da una parte all'altra di un cromosoma" (cit, dal articolo) e i normali fenomeni di crossing-over che avvengono con la riproduzione? la differenza consiste nel impatto sul pool genetico? (Ma se così fosse, o l'impressione che ancora una volta si rimarrebbe intralciati dal dover definire con precisione cosa sia un gene)
Inoltre, come si a a dire che i retrotrasposoni svolgono una funzione regolatrice? In fin dei conti rimangono comunque una seguenza di dati, non sarebbe più corretto riconoscere questa funzionalità come una proprietà emergente del sistema gene(visto sotto una nuova luce)-proteine

[Lorekon]

il crossing over avviene solo tra regioni omologhe e solo in meiosi